李玉成 王成江 赵红明 贾瑞兴 蒋孝平
（临沂科技职业学院 山东临沂 276000）
摘要：随着人工智能、虚拟现实技术的发展，智慧学习工场作为一种融合了产教研协同育人、智能化+虚拟现实+数字化、线上线下学习、社会开放共建共享等多方面元素的新型未来教育平台，在学校教育和继续教育中发挥着积极作用。本文基于智能制造大环境下安全技术与管理专业人才培养，将智能制造+互联网+虚拟仿真技术运用于专业群实践训练教学中，突破传统教学手段在时间、空间、安全、环境上的限制，对安全类人才培养智慧学习工场建设进行初步探讨。
2019年，教育部学校规划建设发展中心发布《智慧学习工场2020建设标准指引》，教育部学校规划建设发展中心在发布会上表示，人类对更美好教育的追求、新技术的集群突破、学习方式的转变这三种力量正在驱动教育形态的深度变革，智慧学习工场正是在适应变革的新形势下，做出的重大战略创新[1]。随着人工智能、虚拟现实技术的发展，以工业互联网为基础的智慧学习工场作为一种新型教育形态，通过智慧智能+虚拟仿真实训以作为现代教学手段弥补了传统教育时空及环境的不足；同时，一方面采用虚拟现实交互技术开发的实验平台达到提高实践能力的目的[2]，另一方面通过虚拟现实技术开发实验实训项目，重构生产环境且可以代替高危实训[3]，特别是安全技术领域的生产环节安全问题模拟，为人员实训提供直观、安全、沉浸式的实践平台。例如煤炭、矿山等生产安全实训存在的“危险、成本高、难以重复”等瓶颈问题，长期困扰行业人才培养实训，但实践证明，利用虚拟现实技术很好地解决了这一问题[4]。
一、智慧学习工场建设思路
基于山东省及周边地区的环境与安全生产形势，结合地方应急管理部门安全类人才教育和社会培训需求，有针对性地选择装备先进、创新能力较强、管理水平在同行业中处于领先地位，具有一定生产规模和较为完善的现代管理体系的企业作为安全智慧学习工场虚拟实训中心大数据采集样本，利用采集数据，通过数字化和虚拟技术还原生产现场，开发线上线下智慧教育资源。联合地方政府、社会公益应急救援组织等单位建设“共建、共享、全民受益”的应急救援实训基地和应急救援物质储备基地，并基于学校基础教育资源开发智慧线上教育。通过整合学校、社会、政府、企业等方面资源构建多功能学习工场，建设具有“教学、培训、科研、生产”四位一体功能线上线下教育相结合的智慧学习工场。
二、智慧学习工场功能定位
1、教育功能：制定基于产业需求、符合国际工程教育认证要求的人才培养目标和培养方案并持续改进；以学校教育、虚拟教育、基于工业物联网的线上线下教育为手段，创新面向行业真实生产环境的工程实践培养模式、以学习者为中心的多样化学习方式。
2、产业功能：依托专家智库和合作院校科研优势，链接政产学研金等创新资源，开展安全行业应用研究、先进安全技术成果转化、安全装备生产制造、安全产品与技术交易等，打造以某一领域应急安全科技产业为主导的、具有竞争力的应急安全科技特色产业体系和区域安全产业创新驱动引擎。
3、文化功能：打造城市特色安全文化“IP” 应急安全智慧学习工场充分发挥社会服务功能，“政、校、企” 三方联合，构建具有城市特色的安全文化教育体系，建设安全科技教育体验馆，提供公共安全教育、安全科普教育、防灾减灾培训、生产安全培训、专业救援人员培训等社会化产品与服务，打造城市特色文 化“IP”。
三、智慧学习工场实施措施
1、基于传统实训室硬件装备与虚拟技术、工业互联网技术的融合，构建线上线下结合的学习工场。
目前，我校安全类专业人才培养以安全技术与管理为核心，兼顾机电一体化、工业机器人、机械设计与自动化、环境等相关专业。一方面，在现有实训中心配套的虚拟软件和实训系统基础上，继续探讨虚拟技术融合方法，进一步完善实训中心“虚实结合”实训方案和课程设置，构建智慧学习工场，提升学校人才教育和实训资源综合利用效率；另一方面，当前实训室偏重设备实训，对于虚拟方法和虚拟技术，还需要根据人才教育和市场技术需求，进行升级和融入更加现代化的虚拟实训装备，融入智慧学习工场。
2、以现代化虚拟仿真技术智慧教育资源开发
智慧学习工场开展虚拟仿真实训室教学可有效帮助高校教学资源是实现开放性、共享性及先进性的教学优势，有效提升整体教学质量[5]；在此基础上，通过技术市场培训需求，结合当前行业生产数据和技能特点，开发更加符合生产环境的虚拟实训系统和线上实训资源课件，增加当前教育教学线上教学功能，进一步提升实训装备利用效率和人才实训效果。
3、智慧学习工场大环境下，双师型教师构建及教学模式探索
教师以自身优势为出发点，在虚拟仿真、计算机机房建设、仿真生产系统、PLC控制、计算机编程等方面，利用学院安全类人才教育基础和实验平台，针对专业性的信息能力建设强化和督导，引导教师形成智慧教育大环境下的虚拟课程资源和线上教育资源开发能力，培养构建以虚拟仿真、生产智能化控制、计算机辅助设计、编程、安全控制等专业背景的信息化人才团队，为智慧学习工场提供人才技术支撑。
4、以地方产业技术市场为导向的智慧学习项目开展
学院充分考虑区域社会及生产产业安全人才需求，结合智能制造、工业机器人、自动化、安全生产等专业教学的特点，针对重大生产装备投资大、生产环境重组构建难度大、学生实训难以接触实物和环境等问题，重点构建智能制造虚拟仿真实训基地。学院高标准规划智慧教育虚拟仿真实训、安全生产环境与安全监测评估虚拟仿真实训等实验实训室建设，通过PQ Factory、PQFusion_MES等软件虚拟仿真完整的产业安全生产环境，再现智能制造生产现场场景，提升学校智慧教育实践水平。
四、智慧学习工场预期成效
1、以当前学校现有教育资源基础为出发点，通过“虚实结合”+工业互联网，将虚拟实训技术融合于现有实训装备，探讨构建工业互联网下的虚拟技术+现实装备实训融合新模式；实现智慧学习工场现场教学升级和线上教育功能。
2、通过开发虚拟实训资源与现有的实物实训室资源相结合，开展线上线下实训途径探索，建立线上智慧教育开发资源，弥补社会培训教学资源不足；通过互联网+与学校教学资源融合，突破学校教育的时空限制，大大提升智慧学习工场覆盖范围。
3、基于地方产业大数据，将企业生产环境融入智慧学习工场，重塑构建以实际生产环境为背景的教育和实践环节，让学生在更加贴近实际生产的场景中学习，积累丰富的产业基础知识和技能经验。
五、结语
本文通过对安全类人才智慧学习工场建设进行思考和总结，基于智能制造大环境下安全技术与管理专业人才培养，将智能制造+互联网+虚拟仿真技术运用于专业群实践训练教学从而构建智慧学习工场，突破传统教学手段在时间、空间、安全、环境上的限制，并对安全类人才培养智慧学习工场建设模式和形态进行初步实践和探讨。
参考文献：
[1]晋浩天.《智慧学习工场2020建设标准指引》发布[N].光明日报,2019-07-29.
[2]谢峰.5G网络下基于虚拟现实技术沉浸式课堂教学的应用与研究[J].计算机工程与科学,2019（Suppl 1):14-17.
[3]陈建敏，章艳珍，徐苏丽等.面向高职教育的智慧课堂“云+端”平台搭建-以中药鉴定学课程为例[J].教育教学论坛,2020（4):364-365.
[4]吴金刚，郭兵兵，荆永滨.基于应用型人才培养需求的虚拟仿真实验项目开发[J].电脑与信息技术,2020（28):53-55.
[5]王慧，白红英，马丽.高校虚拟仿真实验室的建设与改革研究[J].中国管理信息化,2019（7):2018-220.
姓名：李玉成，
单位：临沂科技职业学院 山东临沂
学历：工学硕士，从事安全生产管理实践工作5年，现就职于临沂科技职业学院，主持/参与省市级科技项目10余项，获得国家专利授权12项，省市级科技进步奖、专利奖奖励9项。